Esperimenti presso l'Australian Centre for Neutron Scattering e l'Australian Synchrotron dell'ANSTO hanno rivelato il meccanismo di crescita dietro un insolito cristallo gemello che forma "ali" congiunte nel farmaco antipertensivo e diuretico più comunemente prescritto, idroclorotiazide (HCT).

Dottoressa Alison Edwards, un coautore del documento pubblicato in Angewandte Chemie i cristalli "farfalla" avevano domini destri e sinistri chiari che condividevano un piano comune.

Sebbene la chiralità molecolare (quando una molecola ha un'immagine speculare non sovrapponibile) nei composti farmaceutici fosse ben nota, la struttura distintiva dei cristalli congiunti simmetrici era insolita.

"Questa ricerca, che è stato guidato dal Prof Mark Spackman presso l'Università dell'Australia occidentale e dal suo post-doc Dr. Sajesh Thomas (ora Marie Curie Fellow presso l'Università di Aarhus in Danimarca), è prezioso per ciò che ci insegna sui processi di cristallizzazione e sulla risoluzione spontanea che potrebbero verificarsi o essere incoraggiati a verificarsi", ha affermato Edwards.

Il controllo dei processi di cristallizzazione in ambito industriale è importante, come nella produzione di farmaci.

"Sappiamo che ci sono alcune molecole usate nei farmaci, in cui una mano della molecola è terapeutica e l'altra non è o può addirittura essere dannosa.

"Ci sono esempi con farmaci per l'epilessia, in cui una mano previene le convulsioni e l'altra le provoca.

"Il controllo della crescita della forma desiderata di un farmaco è fondamentale.

"Ci sono stati casi tragici in cui i farmaci sono stati immessi sul mercato in una forma approvata come una miscela delle sue forme destra e sinistra:la più nota è la talidomide, come descritto in Rapporti scientifici nel 2018. L'area rimane di notevole importanza in corso in farmacia. Anche le questioni che controllano la modalità d'azione di questo e di altri farmaci rimangono un'importante area di ricerca:il controllo della chiralità è fondamentale a questo proposito e il nostro articolo fornisce informazioni su questo.

"Un altro classico esempio è il limonene, che ha un lato che sa di limone mentre l'altro sa di arancia. La differenza di sapore deriva dalla chiralità della molecola.

"Capire come iniziano i cristalli, o nucleate, e crescere è un'informazione estremamente utile.

"Nell'HCT, la struttura inizia da una faccia comune con domini destrorsi e sinistri in un orientamento specifico.

"Sappiamo che la molecola ha fatto questo per molto tempo senza capire il meccanismo al lavoro, " disse Edwards.

C'è solo un altro caso precedentemente noto di una molecola con una miscela di domini, noti come enantiomeri, esibendo un confine tra due domini fisicamente separabili.

"Il nostro studio sulla diffrazione dei neutroni sullo strumento Koala è stato intrapreso per determinare la posizione degli atomi di idrogeno nella molecola e come interagiscono tra loro".

"Poiché i neutroni interagiscono con il nucleo degli atomi di idrogeno, otteniamo distanze intermolecolari reali."

Dottor Ross Piltz, anche coautore, assistito con il perfezionamento dei dati.

I ricercatori hanno anche utilizzato dati di diffrazione a raggi X micro presso l'Australian Synchrotron HCT per confermare la struttura cristallina delle ali gemelle intatte e delle ali separate del cristallo gemello.

La spettroscopia di dicroismo circolare ha anche aiutato a differenziare i cristalli gemelli enantiomorfi da altri tipi di cristalli gemelli.

Gli autori hanno notato che, nonostante il suo uso comune, la sottile chiralità conformazionale e l'aspetto persistente dei cristalli gemelli simmetrici co-uniti di HCT (Forma 1) non erano noti.